濾光片原理

濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的。例如，紅色濾光片只能讓紅光通過(guò)，其他顏色的光則被阻擋。原本，玻璃片的折射率與空氣相近，因此所有色光都可以通過(guò)，使其呈現出透明狀態(tài)。但經(jīng)過(guò)特種染料的染色后，其分子結構發(fā)生變化，導致折射率也隨之改變，進(jìn)而影響到對某些色光的通過(guò)率。舉例來(lái)說(shuō)，當一束白光通過(guò)藍色濾光片時(shí)，主要射出的是藍光，而綠光、紅光等則被大部分吸收。因此，濾光片的主要作用是濾去某一波長(cháng)范圍內的光，起到單色器的作用，盡管它無(wú)法完全得到單色光。

濾光片的作用

濾光片在多個(gè)領(lǐng)域中具有重要的作用，尤其是在攝影界。我們常?？梢钥吹揭恍z影大師拍攝的風(fēng)景畫(huà)，主景總是那么突出。這背后，濾光片功不可沒(méi)。以拍攝黃花為例，若想在藍天和綠葉的背景下突出黃花，僅憑普通拍攝手法難以達到理想效果。然而，若在鏡頭前放置一個(gè)黃色濾光片，便能阻擋部分綠葉發(fā)出的綠光和藍天發(fā)出的藍光，而讓黃花發(fā)出的黃光大量通過(guò)，從而使黃花在畫(huà)面中更加鮮明突出。

主濾光片的功用

主濾光片主要有兩大功用：

1.濾除紅外線(xiàn)

彩色CCD能夠感應紅外線(xiàn)，這會(huì )導致D.S.P無(wú)法正確計算出顏色。因此，需要在CCD前加裝濾光片，將光線(xiàn)中的紅外線(xiàn)部分隔開(kāi)。這一功能主要針對彩色CCD，黑白CCD則無(wú)需使用。

2.修整進(jìn)光

由于CCD由一顆顆的感光體構成，理想的進(jìn)光方式是直射。然而，為了避免鄰近感光體之間的干擾，需要對光線(xiàn)進(jìn)行修整。因此，濾光片并非采用玻璃制作，而是使用石英片。利用石英的物理偏光特性，能夠保留直射光線(xiàn)，反射掉斜射光線(xiàn)，從而避免對旁邊的感光點(diǎn)造成干擾。

濾除紅外線(xiàn)的實(shí)現方式

濾除紅外線(xiàn)主要有兩種實(shí)現方式：

一種是使用鍍膜，包括真空鍍膜和化學(xué)鍍膜?；瘜W(xué)鍍膜是將石英片浸入溶劑中進(jìn)行電鍍，雖然成本低但鍍膜厚度不均勻且容易脫落。而真空鍍膜則采用真空蒸鍍法，鍍膜均勻且不易脫落，但成本相對較高。這種方式被稱(chēng)為IR Coating，主要目的是濾除紅外線(xiàn)。同時(shí)，為了增加透光率，還會(huì )在濾光片上加上AR-Coating。這是因為光線(xiàn)在透過(guò)不同介質(zhì)時(shí)（如從空氣進(jìn)入石英片）會(huì )產(chǎn)生部分折射和反射，通過(guò)AR-Coating，濾光片可達到98-99%的穿透率，遠高于未加AR-Coating時(shí)的90-95%穿透率，這對CCD的感光度具有顯著(zhù)影響。

另一種是使用藍玻璃。藍玻璃通過(guò)吸收的方式過(guò)濾紅外線(xiàn)，而IR-Coating則是通過(guò)反射的方式濾掉紅外線(xiàn)。然而，反射光可能造成干擾。如果只考慮濾除紅外線(xiàn)，藍玻璃是一個(gè)更好的選擇。但需要注意的是，玻璃無(wú)法修整光線(xiàn)。因此，在實(shí)際應用中，通常會(huì )采用一片藍玻璃加一片石英片的“兩片式”濾光片結構。其中，藍玻璃負責濾除紅外線(xiàn)，而石英片則負責修整光線(xiàn)。在這種情況下，石英片上只需進(jìn)行AR-Coating即可。

修整光線(xiàn)的實(shí)現

上文提到，利用石英的物理偏光特性，可以保留直射光線(xiàn)并反射掉斜射光線(xiàn)。然而，這種修整方式只能針對一個(gè)方向進(jìn)行。通常，攝像機主要考慮到水平分辨率，因此只對光線(xiàn)進(jìn)行水平修整。在貼濾光片時(shí)，需要注意方向，避免貼反。如果需要同時(shí)對垂直光線(xiàn)進(jìn)行修整，可以簡(jiǎn)單地將兩片濾光片疊加，并將其中一片旋轉90度。這樣，就形成了另一種“兩片式”濾光片，一片用于水平修整，一片用于垂直修整。其中一片還可以進(jìn)行IR-Coating以濾除紅外線(xiàn)。